第1章
镜花水月
伦敦,一个灰暗的“大萧条”时期的早晨,在南安普敦大街穿过罗素广场的地方,位于百花里区(Bloomsbury)的大英博物馆的街对面,利奥·西拉德焦急地等待红灯变成绿灯。昨晚下过雨,地上水迹斑斑。1933年9月12日,星期二,那个早晨寒冷、阴暗而又潮湿。刚过中午又下起了毛毛细雨。西拉德后来讲起那天的情形,从没提过那天早晨他想去哪儿。他可能没有任何目的地,他常常一边走一边思考,另一个目的地随时都可能冒出来。红灯转绿灯,西拉德跨出街沿。就在他横穿大街时,时间在他面前裂开了一道口子,他看到了一条通往未来的路,看到死神将走进这个世界,看到我们的所有悲哀、种种事物的幽灵将至。
西拉德,匈牙利理论物理学家,1898年2月11日生于布达佩斯一个犹太家庭。1933年他35岁,身高5英尺6英寸[1],即使在那个年代个头也不算高。他还没成为日后法国生物学家雅克·莫诺遇到他时所描绘的那个圆脸大肚子的“矮胖男人”,“眼里闪耀着智慧的光芒”,“像一名毛利酋长对待自己的妻妾一样慷慨地与众人分享他的思想”。此时的西拉德正处于朝气蓬勃的青年和逐渐发福的中年之间的某个阶段,有着浓密而卷曲的深色头发,富有生气的面容,丰润的双唇,扁平的面颊和深褐色的眼睛,一张脸生气勃勃的。在照片上,他仍然选择摆出一副深沉的模样,这是有原因的。他最大的雄心,甚至比他献身科学还要深刻,就是以某种方式拯救世界。
小说家H.G. 威尔斯刚出版了小说《未来事物的面貌》(The Shape of Things to Come),9月1日的《泰晤士报》以长者般的热情对之加以评论,指涉不详地称赞道:“威尔斯先生最新的‘未来之梦’是其自身的辉煌证明。”这位远见卓识的英国科幻小说家是西拉德颇有影响力的熟人圈中的一员,这个关系网是西拉德靠着能说会道的聪明,再附上十足的厚脸皮建立起来的。
1928年,西拉德读到了威尔斯的小说《阳谋》(The Open Conspiracy),那时的他是柏林大学的一名无薪大学教师(privatdozent)[2],也是阿尔伯特·爱因斯坦的密友,以及从事实际发明的搭档。阳谋指的是一些有科学思想的企业家和金融家合谋建立一个世界共和国,从而拯救世界。西拉德很喜欢威尔斯小说里的这一用语,他在余生里一直在断断续续地使用这个词。更为重要的是,他在1929年前往伦敦拜访威尔斯,并购买了威尔斯著作在中欧的版权。考虑到西拉德的雄心,几乎可以肯定,他与威尔斯探讨的内容远远不止图书版权。但会谈没有立即促成更进一步的联系。在威尔斯诸多“狄更斯式”的小说里,西拉德没有与那个最吸引人的“孤儿”相遇。
西拉德的过去为他在南安普敦大街受到的启示做好了准备。他是土木工程师的儿子,他的母亲富有爱心,他自幼生活在一个富足的环境里。“我懂多种语言,因为我们请过几位女家庭教师,第一位教德语,第二位教法语。”在布达佩斯大学著名的“明他”高级文法中学(Gymnasium)[3],对同班同学来说,他有几分像“吉祥物”。“在我年轻时,”他曾经告诉一位拜访者,“我有两大人生志趣,一个是物理学,另一个是政治。”他记得16岁时,正值第一次世界大战伊始。在如此早的时期,他就对各交战国的政治实力做了比较和分析,之后告诉他心怀敬畏的同学,各国的命运将走向何方:
那时我告诉他们,我当然不知道谁会赢得战争,但我确切地知道战争会怎样结束。它将以同盟国——奥匈帝国和德国——以及俄国的失败告终。我说我也不明白为什么会这样,因为它们是敌对的双方,但我说确实会发生这样的事情。回顾往事,我发现很难理解自己怎么能够做出这样的陈述,我那时只有16岁,而且除了匈牙利,对其他国家也没有任何直接的认知。
他的各种关键特征似乎在16岁时就已成形。他相信他的判断力在那时达到了顶峰,以后再也没有上升过,“甚至也许下降了”。
西拉德16岁那年,正是大战爆发的头一年,这场战争将粉碎一个时代的政治和法律协议。单凭那个预言与结果一致的巧合(也是一剂催化剂),就能使一个年轻人以救世主自居。直到生命终结,他都使愚笨的人感到不舒服,使自负的人疯狂。
1916年西拉德从明他高级文法中学毕业,获得厄缶奖(Eötvös Prize,一项匈牙利的数学国家奖),并考虑深造。他对物理学有兴趣,但“在匈牙利搞物理没有前途”。如果他研习物理学,充其量也只是成为一名高中教师。他考虑过学习化学,认为这可能会对以后从事物理学有用,但似乎也不可能赖此谋生。他最终决定学电机工程。经济上的原因可能无法说明一切。他在柏林时的一个学友直到1922年才注意到,尽管获得了厄缶奖,西拉德却“仍然觉得自己在数学运算方面的技能可能难比同侪”。除此之外,在日后那些在物理学领域成就斐然的匈牙利人中,他并不是唯一一个避开那个年代匈牙利大学死气沉沉的科学教学的人。
他开始在布达佩斯的约瑟夫国王理工学院学工程学,后被征入奥匈帝国陆军。因为受过高级文法中学的教育,他被直接送到军官学校接受骑兵训练。几乎可以肯定,一次请假幸运地救了他的命。他请假的理由是当时他的一个兄弟要做大手术,他要给双亲以精神上的安慰。但事实上是他生了病。他原以为自己得了肺炎,想在布达佩斯的父母身边,而不是在前线陆军医院治疗。他站着等待指挥官接受他的请求,其时他已经高烧近39度。这位上尉不太愿意,但西拉德以他特有的方式坚持要休假,最终得到了批准。他在朋友的帮助下上了火车,到达维也纳时体温已经降下来了,但咳得厉害,一到布达佩斯就住进了一家不错的医院。他的病被诊断为西班牙流感,成为奥匈阵营首批病例中的一例。战事渐冷。通过利用“家庭关系”,他被安排在几周后退伍。“不久后,我听说我所在的那个团”被送上了前线,“遭到了猛烈的攻击,我的所有战友都已然不在”。
1919年夏天,在奥匈帝国战败后的动荡中,列宁的匈牙利追随者库恩·贝拉(Kun Bela)和他的共产主义及社会民主主义信徒在匈牙利建立了一个短命的苏维埃共和国,西拉德认为这是出国学习的时候了。他当时21岁。正当8月初办好护照时,库恩政权垮台了。他又在海军上将尼古拉斯·霍尔蒂(Nicholas Horthy)的右翼政权那里成功地弄到了另一本护照,在圣诞节前后离开了匈牙利。
尽管仍然不愿意投身工程学,但西拉德还是进了柏林高等技术学院[4]。然而,一些在匈牙利必然的选择在德国只是一种选择而已。在德国,柏林大学的物理学教员中有多位诺贝尔奖得主,包括爱因斯坦[5]、马克斯·普朗克(Max Planck)、马克斯·冯·劳厄等一流理论家。德国还有弗里茨·哈伯(Fritz Haber),他从空气中固定氮合成硝酸盐——可以用来制造火药——的方法[6]使德国免于在大战中早早战败。高贵优雅的柏林郊区达勒姆有几所由政府及企业资助的威廉皇帝研究所,那里有许多声望显赫的物理学家和化学家,哈伯只是其中一个。布达佩斯和柏林在科学机遇方面的这种差异使西拉德抽不出精力再去听工程学的课程了。“最后,像往常一样,潜意识占了上风,我无法再继续学工程学了。我的自负最终让步了,我离开高等技术学院,到柏林大学完成我的学业,这大约是在我21岁半的时候。”
那个时候,学物理的学生游学于欧洲,追寻大师,就像他们的先辈学者和手艺人自中世纪以来所做的那样。在德国,大学是国家的公共机构,教授是拿薪的公务员,也可以选择性地开几门课从学生中直接收取酬金(与之相比,无薪大学教师是那些有教学资格、可以收取酬金但没有薪水的访问学者)。在当时,假如你想追随某个人研习某个领域,如果他身在慕尼黑,那么你就要去慕尼黑;如果他定居哥廷根,那么你就得去哥廷根。任何科学都起源于工艺传统,在20世纪的头三分之一的时间里,科学界仍然保留着一种非正式的师父-学徒的关系体系——在一定程度上保留至今——并以此为基础建立了更加晚近的欧洲研究生院体系。这种非正式的行业关系部分地解释了西拉德那一代科学家的情感,他们是具有国际视野和价值,几乎像行会一样的专业群体的成员。
在西拉德的思想发生转变时,西拉德的好友、同为匈牙利人的理论物理学家尤金·维格纳正在柏林高等技术学院攻读化学工程,看到他在柏林大学出尽了风头。“一旦清楚地认识到物理学是自己的真正兴趣,西拉德就立即以他特有的直率向爱因斯坦做了自我介绍。”爱因斯坦此时正与妻子分居,他喜欢独创而不愿墨守成规,只讲很少的几门课。但维格纳记得,西拉德说服爱因斯坦给他们讲授研究班的统计力学课程。马克斯·普朗克则是一个憔悴、谢顶、年长的科学领袖。通过研究均匀发热表面(如窑的内部)的辐射,他发现了一个普适的自然常数。他遵循着一个在科学带头人中流传的谨慎传统:只接受最有前途的学生加以个别指导。西拉德赢得了他的注意。马克斯·冯·劳厄——柏林大学理论物理研究所英俊的所长——是X射线晶体学的奠基人。应用这一学说,劳厄使晶体的原子晶格首次可见,从而在公众中引起了轰动。他接受西拉德参加他富有见地的相对论课程,并且最终指导了西拉德的博士论文。
在战后的德国,战败的绝望、玩世不恭和狂躁情绪如同热病产生的幻觉一样在柏林蔓延。柏林大学——位于市中心多萝西大街和勃兰登堡门以东的菩提树下大街之间——是观看这种稀奇古怪世相的极好位置。西拉德没有赶上1918年11月的那场革命,这场革命始于基尔的水手暴动,迅速蔓延到柏林,迫使德皇逃亡到荷兰。血腥的暴乱后,交火停止了,最后建立了一个危机四伏的魏玛共和国。西拉德1919年底到达柏林时,超过8个月的戒严令已经撤销。这个城市起初被饥寒笼罩,但很快就恢复了醉人的生活。
“地上积着雪,”一个英国人在回忆他对战后午夜的柏林的第一印象时说,“雪、霓虹灯和庞大的建筑群混为一体,疑非人间。你会感到你身处一个十分陌生的地方。”而一名柏林戏剧界的德国人对20世纪20年代的印象则是“空气总是清新的,仿佛撒了胡椒粉,就像纽约的深秋:你几乎不需要睡眠,似乎永远也不会疲倦。在任何其他地方,你都不可能以这么好的状态面对失败。在任何其他地方,你也不可能屡次被拳击倒而又无须退场”。德国贵族从视野里消失了,取而代之的是知识分子、电影明星和新闻记者。在这个皇宫已经空荡荡的城市里,最重大的年度社会事件是由柏林媒体俱乐部主办的新闻发布会(Press Ball),每年吸引的来宾超过6 000名。
路德维希·密斯·凡·德·罗(Ludwig Mies van der Rohe)[7]在战后的柏林设计了第一座玻璃幕墙的摩天大楼。耶胡迪·梅纽因(Yehudi Menuhin)[8]小小年纪就登场首演,爱因斯坦在听众席上为他鼓掌喝彩。乔治·格罗茨(George Grosz)[9]从他多年来冷眼观察柏林宽阔林荫道的作品中挑选出版了著名画作集《看哪!这人》。在柏林,弗拉基米尔·纳博科夫(Vladimir Nabokov)注意到“一个年老、面色红润、双下肢高位截肢的女乞丐……像一尊被放在墙根下的半身像……在出售不太符合传统的鞋带”。费奥多·温贝格(Fyodor Vinberg),一位前沙皇政府官员,在这里出版劣质的报纸,兜售《锡安长老会纪要》。是他将这本书从俄国引介到了德国。这是一本伪马基雅弗利主义征服世界的欺世幻想之作,最新的德文版售出了超过100 000册,公开鼓吹对犹太人的暴力毁灭。希特勒直到最后才出现在柏林,因为他在1924年出狱后被禁止进入德国北部地区,但他把“侏儒妖”(rumpelstiltskin)[10]约瑟夫·戈培尔派去了柏林,充当自己的代表。在这座开放、充满活力、醉心于爵士乐的城市——戈培尔在日记中将其贬为“黑暗与神秘之谜”——戈培尔学会了使用暴力和欺骗性的宣传来解决问题。
1922年夏天,德国的货币兑换率降到了400马克兑换1美元。1923年更为可怕,1月上旬是7 000马克兑换1美元,7月是16万,8月是100万。到1923年11月23日终于开始调整时,已经是4.2万亿兑换1美元。银行在登广告招聘能熟练应对多个零的簿记员,按重量支付现金提款。破产的中产阶级典当的珠宝已经快要堆到古董店的天花板了。剧院一个座位的票价只值一个鸡蛋的价钱。只有那些持硬通货的人——多半是外国人——在花几便士就可以乘坐列车头等车厢横跨德国时显得神气活现,但他们也赚来了饥饿的德国人的敌视。“不,没人有负罪感,”一个来访的英国人幸灾乐祸地说,“人们觉得这非常正常,这是上帝的礼物。”
1923年,后来移居美国的德国物理学家瓦尔特·埃尔绍泽(Walter Elsasser)处在他学生时代的一个间隔期。这时的他在柏林工作,他的父亲同意支付他的个人花销。他虽不是外国人,但得到了来自国外的资助,这使他能像模像样地生活:
为了使我不受到[通货膨胀的]影响,我父亲恳求他的好友、巴塞尔银行家考夫曼[Kaufmann]给我在一家大银行建了一个美元账户……我每周会花半天的时间离开学校,乘地铁到市中心以德国马克提取我的补贴,一次比一次多。回到我的租住房,我会立刻买足能用到下一周的食物一类的必需品,因为不出三天,所有物价都会明显上涨,涨幅约为百分之十五,这样我的补贴将变得短缺,使我无法在周末享受去波茨坦或者英格兰北部的湖泊区旅游的快乐……我那时太年轻,太无情,太不知人间疾苦,不能理解这种飞速的通货膨胀——实实在在的饥饿和困苦——对那些靠养老金或者其他固定收入生活的人,甚至工薪阶层,尤其是家里有许多孩子而薪水的增长又落后于通货膨胀的人而言意味着什么。
虽然没有人回想起曾看到过西拉德自己做菜——他宁可买熟食或者上小餐馆——但西拉德一定也过着这样的生活。他应该明白极度的通货膨胀意味着什么,明白它的一些原因。但尽管西拉德有着异常敏锐的观察力——“作为一名科学家,在与其他科学家为伍的漫长一生中,”维格纳曾写道,“我还没遇到过更有想象力和独创性,更具思维和见解独立性的人”——他的回忆和他的文章里对在柏林的这段日子里发生的事情都只字未提。处于战后社会、政治和知识崛起高潮中的德国首都赢得了西拉德肯定的评价:“那时的柏林处于物理学的全盛期。”这意味着物理学——在20世纪20年代异乎寻常地诞生了现代综合的物理学——对他来说是多么重要。
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4年学习通常是一个德国学生论文工作的前期准备阶段。之后,在得到一名教授的首肯后,学生会解决一个他自己构思的问题或者他的导师提供的一个问题。“为了能被接受”,西拉德说,它“必须是一项真正原创性的工作”。如果论文赢得了导师的认可,这个学生就会在某个下午接受答辩,如果答辩通过了,他就将被授予博士学位。
西拉德已经把人生中的一年花在了当兵上,两年花在了工程学上。在研习物理学方面,他没有再浪费一点时间。1921年夏天,他找劳厄要论文题目。劳厄显然决定挑战一下西拉德——这一挑战可能是友好的,也可能是试图使西拉德摆正自己的位置——给了他一个相对论方面的晦涩问题。“我无法在这一题目上取得任何进展。事实上,我甚至认为这是一个无法解决的问题,”西拉德在这个问题上努力了6个月,直至圣诞节,“我认为圣诞节是休闲时间,不是工作时间,因此我觉得想想那些脑子里自己冒出来的问题就行了。”
在那3个星期里,西拉德想的是怎样解决热力学方面一个难以理解的矛盾。热力学是关于热能和其他形式能量间联系的物理学分支。在预言热现象方面,有两种热力学理论都非常成功。一种是现象学理论,较为抽象和普适(因而更有用)。另一种是统计理论,基于的是原子模型,并且更对应于物理实在。统计理论将热平衡描述为原子的一种随机运动状态。例如,在1905年的一篇重要论文中,爱因斯坦论证了布朗运动——像悬浮在液体上的花粉那样的微小颗粒的随机运动——便是这样一种状态。而更有用的现象学理论则将热平衡当成静态处理,静态是没有变化的状态。这是一对矛盾。
西拉德会外出,长时间地散步——柏林有几分寒冷和阴沉,这种阴沉在阳光灿烂的日子里有所缓解——“如果我在散步途中有了点什么想法,回到家我就把它写下来。次日早晨醒来时,我会有新的想法。我会又出去散步,这个新想法会在我的头脑中成形,我会在晚上把它写下来。”西拉德认为,那是他生命中最富创造性的时期。“在3个星期里,我写成了一份有关一个问题的手稿,这个问题相当有原创性,但我不敢交给冯·劳厄,因为这不是他要求我做的。”
西拉德在一次讨论课后将手稿交给了爱因斯坦,强拦住他,说自己想和他谈一些自己正在做的事情。
“好吧,你都在做些什么?”西拉德回忆当时爱因斯坦这样说。
西拉德汇报了他“相当有原创性”的想法。
“这不可能,”爱因斯坦说,“这是一些无法做成的事情。”
“嗯,是啊,但我做成了。”
“你怎么做成的?”
西拉德开始解释。据西拉德说,“5分钟或10分钟”后,爱因斯坦听懂了。在只学了一年大学物理的情况下,西拉德完成了一个严格的数学证明,得出的结论是热平衡的随机运动能够以它原始、经典的形式在现象学理论框架中取得一致,与特定的原子模型无关,“[爱因斯坦]非常赞同”。
西拉德大受鼓舞,将他的论文——《论唯象热力学向涨落现象的扩展》——交给了冯·劳厄。冯·劳厄带着古怪的神情接受了它并将论文带回家。“第二天一早,电话铃响了,是冯·劳厄。他说:‘同意将你的手稿作为你的博士论文。’”
6个月后,西拉德写出了又一篇热力学论文——《论一个热力学系统在智能生物干预下熵的减少》。这篇论文最终被认为是现代信息论的一份重要基础文献。到这时,西拉德已经有了高级学位,现在的他已经是利奥·西拉德博士了。在这之后直至1925年,他一直在达勒姆威廉皇帝化学研究所做晶体中X射线效应的实验,这是冯·劳厄的领域。这一年,柏林大学接受了他有关熵的论文,作为大学授课资格论文,也就是他的就职论文。西拉德因此被任命为一名无薪大学教师,直至1933年离开柏林前往英国。
自那以后,西拉德的副业之一便是发明。1924年到1934年间,他一个人或者与他的搭档阿尔伯特·爱因斯坦一起,向德国专利局申请了29项专利。他们的合作申请大多涉及家用冷藏。“一天早晨,一条让人悲痛的报道……引起了爱因斯坦和西拉德的注意,”西拉德后来的一名美国学生写道,“据柏林的一家报纸报道,一个家庭——包括几个年幼的孩子——被发现在他们住的公寓里窒息而亡,原因是他们吸入了用作冰箱制冷剂的[化学]物质产生的有毒烟雾。烟雾是在夜间通过磨损的气泵阀门泄漏出来的。”因此,这两位物理学家设计了一种利用电磁性来抽运金属化制冷剂的方法。除了制冷剂本身外,这种方法不需要任何其他运动机件(因而也就不可能发生阀门密封渗漏)。德国通用电气公司(A. E. G.)在这之后与西拉德签约,雇用他作为该公司的一名带薪顾问,并实际制造了一台爱因斯坦-西拉德冰箱。但这种磁抽运泵甚至比当时最吵的传统压缩机的噪声还要大,因此从未离开过工程实验室被投入实际应用。
另一项十分类似的发明也取得了专利,要是能在专利的基础上进一步改进,西拉德会在这方面赢得国际声誉。独立于美国实验物理学家欧内斯特·O. 劳伦斯的工作,而且还至少早了3个月,西拉德就给出了通常被视为劳伦斯发明的回旋加速器的基本原理和总体设计。这是一个在环形磁场中加速核子的装置,一种核子泵。西拉德为他的装置申请专利是在1929年1月5日。劳伦斯首次产生回旋加速器的想法大约是在1929年4月1日,并在一年后制造了一个小小的工作模型。劳伦斯因此获得了1939年的诺贝尔物理学奖。
西拉德的独创性绝不止于此。在16岁作为国家命运的预言家到31岁与威尔斯谈判版权时的阳谋者之间的某个时刻,他构想出了自己的“阳谋”,记录下了从“德国20年代中期”起他的各种社会发明(social invention)[11]。这样看来,他1929年去拜访威尔斯,既是出于对这位英国人睿智的喜爱,也是出于对他远见的欣赏。关于西拉德,英国物理学家、小说家C. P. 斯诺(C. P. Snow)的评价是,他“随时随地都有一种不寻常的气质,在大科学家中这或许并不那么少见。他相当自负,有着不容辩驳的自我中心主义。但他会把这种个性的力量外放出来,以此与人为善。在这种意义上,他与爱因斯坦有着一定程度的家族相似性[12]”。在斯诺的这段话中,与人为善指的是一篇提议成立一个新组织的文献。这个组织名为“志同道合者联盟”(Der Bund),而Der Bund的意思是群体、同盟,或者更简单地说,就是团体。
“志同道合者联盟”,西拉德写道,应该是“一个有着密切联系的群体,把这些人联系起来的是一种贯穿始终的宗教和科学精神”:
如果我们拥有一种魔法,用它可以在成长的一代人年幼时就识别出那些“最好”的个体……那么我们就能训练他们独立思考。通过一种紧密社团式的教育,我们能够造就出一个精神领袖阶层,这个阶层的内部凝聚力足以使其不断地自我更新。
这个阶层的成员将不会获得额外的财富或个人荣耀。相反,他们将被要求承担一些特殊的责任,这些“负担”可以“展现他们的献身精神”。在西拉德看来,这样一个群体即使没有正式的组织结构或法律地位,也有很好的机会影响公共事务。但也有可能“作为政治体系中的一部分对公共事务产生更直接的影响,接近政府和议会的职能,或者取代政府和议会”。
“这个团体,”西拉德在另一时间写道,“不应该是某种类似政党的组织……而应该代表国家。”他认为在这些由三四十人组成的团体中,代议制民主将以某种方式自然而然地实现,形成“同盟”成熟的政治体制。“因为遴选[和教育]方法的原因……最高层做出的决策有很大的可能将会是公平且反映多数人意志的决策。”
西拉德一生都在追求他的“同盟”,版本多种多样。迟至1961年,它还通过适当的伪装出现在他的通俗故事《海豚之音》中:在一个叫“维也纳学院”的地方,一群海豚通过它们的饲养员和译员(这些人是美国和苏联的科学家)向世界传授它们超凡的智慧。故事的讲述者巧妙地暗示,这些饲养员可能才是这些智慧的真正来源,他们利用人类对超人类救世主的强烈迷恋来拯救世界。
一次乐观主义——或者说机会主义——的狂热爆发,使西拉德在1930年致力于召集起一群熟人(他们中有许多人是年轻的物理学家),着手组建“同盟”。在20世纪20年代中期,西拉德相信“议会民主体制在德国不会持续很久”,但他“认为它可能会存在一两代人的时间”。不到5年后,他有了不同的看法。“我得出结论,德国将在1930年出现某些问题……”那一年,德国中央银行行长亚尔马·沙赫特(Hjalmar Schacht)在巴黎会见了一个经济学家委员会。成立这个委员会是为了讨论并裁定德国支付战争赔款的能力具体有多大。沙赫特宣布,除非将“一战”后被割让的前殖民地归还给德国,否则德国一分钱也不会付。“这个惊人的声明引起了我的注意,我得出结论,如果沙赫特相信他在这件事上能侥幸成功,那么情况一定已经很糟了。我意识到了问题的严重性,于是写了一封信给我的银行,将我所有的钱一分不留地从德国转到了瑞士。”
一个组织严密得多的同盟也正在德国发展壮大,试图以另一种更为原始的方案拯救世界。这一狂妄自大的方案出自一本名为《我的奋斗》的自传,将带来漫长而血腥的劫难。而西拉德则将在未来的岁月里引领一场运动,召集起一个某种程度上的同盟。这个同盟不会出现在人们的视野中,不是在追求一个乌托邦,而是在从事更为紧迫、更为立竿见影的工作。这个“联系密切的群体”最终将对国际事务产生深远的影响,比纳粹主义的影响还要大。
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20世纪20年代的某个时候,一个新的研究领域引起了西拉德的注意:核物理学。这个领域研究的是原子核。原子的大部分质量——以及大部分能量——都集中在原子核中。他熟悉德国化学家奥托·哈恩和奥地利物理学家莉泽·迈特纳在放射性领域长期以来的卓绝研究工作,他们在威廉皇帝化学研究所有一个高产的研究小组。毫无疑问,他也一如既往地察觉到空气中弥漫着一种紧张的气氛,这表明这个领域可能会有新的发现。
伟大的英国实验物理学家欧内斯特·卢瑟福通过大量实验证明,一些轻原子的原子核能被原子微粒轰击打碎。在他的实验中,卢瑟福用一个核轰击另一个核。但由于两个核都带有很强的正电,因此被轰击的核会排斥走绝大多数飞来的轰击核。因此,物理学家一直在寻找将粒子加速到极高速率的方法,使其能够通过核的电势垒。西拉德类似回旋加速器的设计就能被用于这一目的,这表明他早在1928年就在思考核物理的问题了。
直至1932年,西拉德都只是在思考。他有其他的工作,核物理也还没有引起他足够的兴趣。但在1932年,核物理学变得足以引起他的高度关注。物理学的一项发现为这个领域开启了新的可能,而西拉德在文学作品和乌托邦理想中的发现则启发了他拯救世界的新方式。
在1932年2月27日给英国《自然》杂志的一封信中,剑桥大学卡文迪许实验室(卢瑟福的实验室)的物理学家詹姆斯·查德威克宣布,可能存在中子。(4个月后,在《英国皇家学会会刊》上发表的一篇更长的论文中,查德威克证实了中子的存在。但在查德威克首次谨慎宣布他的发现时,西拉德——与查德威克本人一样——并不怀疑这一结论。和许多科学发现一样,这个结论一旦被验证过,那么就明白无误了。只要西拉德愿意,他自己随时都可以在柏林再验证一遍。)中子——一种质量与带正电的质子非常相近的粒子——不带电荷,这意味着它能够通过环绕原子核的电势垒,进入原子核。在1932年以前,质子是科学界唯一确信存在的原子核的组分。如今,科学家可以用中子轰击开原子核,对其进行研究,这种方法甚至可以迫使原子核释放出它蕴含的巨大能量的一部分。
也是在这时,1932年,西拉德发现或者说获得了威尔斯作品中那个吸引人的“孤儿”,他以往从未注意到的《获得解放的世界》。尽管取了这样的书名,但它不是像《阳谋》那样的小册子。这是一本预言小说,出版于1914年第一次世界大战前。30年后,西拉德仍然能准确地讲述《获得解放的世界》中的细节。他说,威尔斯这样写道:
……为了工业目的大规模释放原子能、研发原子弹,发生了一场世界大战。这显然是一场两个同盟间的战争,一个由英国、法国,可能还有美国组成,另一个则由德国和奥地利这些位于欧洲中部的强国组成。他将这场战争设定在1956年,在这场战争中,全世界的大城市都被原子弹摧毁了。
从威尔斯这本具有远见的小说中,西拉德获得了很多个人的发现——那些预见到他的乌托邦计划或者与之产生共鸣的种种想法,那些可能在未来的岁月里引导他的种种反应。例如,威尔斯写道,他书中的科学家英雄“意识到他的发现可能产生严重的后果,这让他感到压抑,事实上,这让他感到惊恐。那个晚上,他产生了一个模糊的想法:时机尚不成熟,他不应该发表他的成果,某些贤明人士的秘密协会应该照看好他的著作,使其世代相传,直到它实际应用的时机在这个世界上变得更加成熟”。
然而,《获得解放的世界》对西拉德的影响并不像这本书的主题提示的那么大。“这本书给我留下了非常深刻的印象,但于我而言,它只是一本小说。它没有让我去想这些事情是否真的会发生。直到那时,我还没有开始在核物理方面工作。”
根据西拉德自己的回忆,一次非同寻常却又相当平静的对话改变了他的研究方向。西拉德是通过一位朋友的介绍结识威尔斯的,这位朋友在1932年回到了欧洲大陆:
我在柏林再次遇到了他,我们有一场令人难忘的交谈。奥托·曼德尔[Otto Mandl]说,他现在真的认为自己知道怎样才能把人类从一系列不断发生、可能毁灭全人类的战争中拯救出来。他说,男子汉有自己的英雄气质,男子汉不会满足于快乐的田园诗般的生活。他说他需要的是战斗,是直面危险。他得出结论,要拯救自己,人类必须实施一项旨在离开地球的计划。曼德尔认为,人类有能力汇聚起实现这一目标所需要的能量,也能够展现出实现这一目标所必需的英雄主义。我很清楚地记得自己当时的反应。我告诉他,这对我来说有些新奇,我真不知道自己是否同意他的见解。我唯一能说的是:如果我能得出结论,人类真的需要这么做,而我又想为拯救人类做一点贡献,那么我大概会涉足核物理学,因为只有通过核能的释放,我们才能获得有效的手段,使人类不仅能离开地球,也能离开太阳系。
这一定就是西拉德的结论。那年,他搬进了威廉皇帝研究所的哈纳克楼——为来访的科学家提供的住所,由德国企业赞助,算是一种教工俱乐部——并且询问莉泽·迈特纳,是否可能与她一起从事核物理实验研究,以此拯救全人类。
一直以来,西拉德租房而住,随处安居,家当都在两只手提箱里。在哈纳克楼居住期间,他都随身带着这两只手提箱的钥匙,手提箱也已经整理停当。“一旦情况不妙,我唯一需要做的就是转一转钥匙,然后走人。”情况果然不妙,就连与迈特纳一起工作的决定也需要推迟。据西拉德回忆,像那时其他许多生活在德国的人一样,一位年长的匈牙利朋友——迈克尔·波拉尼,威廉皇帝研究所的一名化学家,拖家带口住在这里——也乐观地看待德国的政治局势。“他们都认为,文明的德国绝不会容忍任何真正野蛮的事情发生。”西拉德并不持这样的乐观态度,因为他注意到德国人自己已经由于愤世嫉俗变得麻木了——这是在大战中战败对道德产生的可怕影响之一。
1933年1月30日,阿道夫·希特勒被任命为德国总理。2月27日晚,一帮由希特勒的私人军队——柏林冲锋队——队长直接指挥的纳粹分子纵火焚烧了雄伟的国会大厦。这座大厦被彻底焚毁。希特勒以纵火罪诬陷共产党人,并威逼惊魂未定的国会授予他紧急处置的权力。西拉德发现,波拉尼在纵火案后仍对他的判断将信将疑:“他看着我说:‘你真的想说你认为赫尔曼·戈林的内政部与这事有关吗?’我说:‘没错,这正是我要说的。’他只是用怀疑的目光看着我。”3月下旬,普鲁士和巴伐利亚的犹太法官和律师都被停职解雇。4月1日那个周末,尤利乌斯·施特赖歇尔(Julius Streicher)导演了一场对犹太商店的全国联合抵制,犹太人在大街上被殴打。“我在1933年4月1日的前一天从柏林乘火车到维也纳,”西拉德写道,“火车空空的。第二天,同一列火车拥挤不堪并在边境上被拦下来,人们只得走出来,每个人都得接受纳粹的盘查。这表明,如果你想在这个世界上成功,你不必比别人聪明多少,只需比别人早一天就行了。”
4月7日,《公务员职位恢复法》在全德国发布,德国各大学的大批犹太裔学者和科学家因此失业。西拉德在5月上旬到达英格兰,在这里热心奔走,帮助这些学者和科学家离开德国,并帮助他们在英国、美国、印度、中国以及迁移中途的落脚地找寻工作。如果说他还没能拯救全世界的话,那么他至少拯救了世界的一部分。
9月,西拉德飞到伦敦。那时,他住在罗素广场的帝国饭店,之前他已经从苏黎世银行将1 595英镑转账到伦敦。其中一大半的钱——854英镑——是他替他的兄弟贝洛(Béla)保管的,其余的足够他用上一年。西拉德的收入来自他的专利收益以及担任冰箱生产顾问和无薪大学教师的酬金。他忙于为别人寻找工作,却不必操心为自己找一份,毕竟他的开销很少。在一家不错的伦敦饭店,一星期的住房和一日三餐大约要5.5英镑。他在一生的大部分时间中都是单身汉,生活很简朴。
“我大约是在英国协会[13][会议]时在伦敦安顿下来的,直到这时我才重新考虑[与奥托·曼德尔关于太空旅行的]谈话以及威尔斯的书。”西拉德加重了语气:至关紧要的是“直到这时”。他被各种事务和救援工作搞得焦头烂额,以至于无法创造性地思考核物理。他甚至考虑转到生物学,经历一次研究领域上的根本改变——战前和战争开始后,许多有才华的物理学家都转行到了生物学。要做出这样的改变在心理上绝非易事,西拉德1946年才真的这样做。但英国科学促进协会1933年9月的一次年会使他暂时放弃了这个念头。
9月1日,星期五,如果这一天西拉德闲躺在帝国饭店的大堂里阅读《泰晤士报》上刊出的《未来事物的面貌》的书评,那么他会注意到匿名书评人的观点:威尔斯“此前曾有过类似的尝试——那本有些随性的作品《获得解放的世界》会浮现到读者的脑海中——但从未在细节上写得如此丰富和有说服力,事实上,从没有如此有力地让人们认识到某些更迫在眉睫、更具灾难性的进展有可能带来恐怖的后果”。要是读到了这篇书评,西拉德也许会再次想到威尔斯早期著作中的原子弹,想到威尔斯和他自己的“阳谋”,想到纳粹德国和德国那些有才华的物理学家,想到毁灭的城市和战争。
不过毫无疑问,西拉德读到了9月12日的《泰晤士报》,报纸上有一连串引人注目的新闻标题:
英国协会
——
击碎原子
——
元素的转化
《泰晤士报》报道,欧内斯特·卢瑟福讲述了“在最近四分之一个世纪的时间里在原子嬗变方面的发现”的历史,包括:
中子,新奇的转化
所有这些使西拉德心神不宁。大不列颠的一流科学家在开会,而他没有出席。他现在安全了,他在银行有钱,但他的身份只是又一个在伦敦落魄的无名犹太难民,在宾馆大堂里慢慢喝着早茶,无业且默默无闻。
继续往下读,《泰晤士报》的第二个专栏是卢瑟福演讲的摘要,西拉德读到:
转化任何原子的希望
卢瑟福勋爵在演讲的结尾问道:未来二三十年的前景会怎样?
作为加速轰击粒子的方法,可能不再需要数兆伏这一数量级的高电压。用30 000伏或者70 000伏,转化就可以实现……他相信,我们最终将有能力转化所有的元素。
我们可以在这些过程中获得比质子提供的能量多得多的能量,但通常说来,我们不能指望用这种方法获得能量。这是一种拙劣而又低效的产生能量的方法,所有寻找这种原子转化能源的人都不过是在谈论着“镜花水月”[moonshine]。
西拉德知道“镜花水月”的意思是“愚蠢或空幻的言论”吗?在他扔下报纸,狂奔上街前,他会不会不得不先问问看门人这个词的意思?“据报道,卢瑟福勋爵说,谈论工业规模上的原子能释放就是在谈论‘镜花水月’。专家们指出某些事情不可能实现的言论总是使我感到气恼。”
“当我在伦敦街头散步时,这件事使我陷入沉思。我记得在南安普敦大街的交叉路口等绿灯时……我在考虑卢瑟福勋爵会不会错了。”
“我想到,和α粒子相比,中子不会使它所通过的物质电离[也就是与之发生电相互作用]。”
“因此,中子在轰击原子核并与之反应前不会停下来。”
西拉德并不是认识到中子可以穿越原子核正电势垒的第一人,其他物理学家也意识到了这一点。但他第一个设想出了一种机制,凭借这种机制,通过中子对原子核的轰击,多于中子自身所带的能量能被释放出来。
化学中存在类似的过程,波拉尼研究过它。数量相对较少的活性粒子——比如氧原子——在被加入一个化学性质不稳定的系统后,能在比反应通常需要的温度低得多的温度下引起化学反应,其效应如同一点点酵母足以发酵整块面团。这一过程被称为链式反应。在化学反应中,一个反应中心会产生数千个产物分子。有时一个中心会与反应物产生特别有利的接触,形成不是一个而是两个或者两个以上新的中心,每一个这样的中心又能次第传递下去,形成链式反应。
化学链式反应通常是自限的。否则的话,它们将以几何级数的方式发展下去:1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1 024,2 048,4 096,8 192,16 384,32 768,65 536,131 072,262 144,524 288,1 048 576,2 097 152,4 194 304,8 388 608,16 777 216,33 554 432,67 108 868,134 217 736……
“正当红灯变成绿灯,我横穿大街时,”西拉德后来回忆说,“一个想法……突然在我头脑中出现。我们是否能够找到一种元素,当中子穿越它时,它吸收一个中子,放出两个中子。如果能积聚这样一种元素到充分大的质量,就能够维持一个核链式反应。”
“当时我不知道该如何寻找这样一种元素,或者需要做什么样的实验,但这一想法总萦绕在我的心头。在某些特定情况下,实现原子核链式反应、以工业规模释放原子能、制造原子弹,都应该是可能的。”
利奥·西拉德走上了人行道。在他身后,绿灯变成了红灯。
[1] 1英尺≈0.30米,1英寸 = 2.54厘米。——编者注
[2]日耳曼语国家中报酬直接来自学生学费的无薪大学讲师。——校者注
[3] 又称文理中学,是欧洲许多国家中一种中等教育的学校类型,相当于英国的文法学校和美国的预科学校。在德语国家,只有获得文法中学的毕业证书才能进入大学深造。——校者注
[4] 又译柏林高等工业学院,柏林工业大学的前身。——校者注
[5] 爱因斯坦1919年尚未获得诺贝尔奖,他获得的是1921年的诺贝尔物理学奖,1922年颁奖。——译者注
[6] 哈伯也因此获得了1918年的诺贝尔化学奖。——编者注
[7] 德国著名建筑大师,包豪斯建筑学校最后一任校长。——编者注
[8] 犹太裔著名小提琴家。——编者注
[9] 德国表现主义画家、讽刺漫画家。——编者注
[10] 《格林童话》中的小矮人精灵。——编者注
[11] 社会发明是指能够解决社会问题和挑战的创造发明,可以有多种形式,如新的技术、新的法律和政策等。——编者注
[12] 家族相似性(family resemblance)的概念出自维特根斯坦,可以理解为两者具备某些相似的特征,有如家族成员间的关系一般。——编者注
[13] 英国科学促进协会的简称。——译者注